Метрологические свойства эталонов исследуют в течение всего срока службы с целью подтверждения неизменности их паспортных характеристик и поиска путей повышения точности воспроизведения и хранения единиц и передачи их размеров. Совокупность операций, необходимых для поддержания метрологических характеристик эталона в установленных пределах называют хранением эталона. Хранение эталонов представляет собой кропотливую каждодневную метрологическую деятельность, которую осуществляют высококвалифицированные специалисты данной области измерений составляющие специальную категорию должностных лиц -- ученых хранителей эталонов.
Ученых хранителей национальных эталонов назначает Национальный орган по метрологии. Эталоны хранят и применяют в специализированных центрах государственной метрологической службы. Рабочие эталоны могут храниться также в метрологических службах ведомств и службах юридических лиц в соответствии с их специализацией и установленными правилами. Национальные эталоны, образующие в своей совокупности эталонную базу страны, хранят и применяют государственные научные метрологические организации. Число эталонов, составляющих эталонную базу, не является постоянными, а изменяется в зависимости от потребностей национальной экономики. Обычно прослеживается увеличение их числа, что обусловлено постоянным развитием и расширением парка эксплуатируемых средств измерений. Глобализация экономики и широкое развитие экономической, торговой и технологической интеграции стран мирового сообщества определяют необходимость проведения работ по обеспечению единства измерений в глобальном масштабе, поскольку достоверная измерительная информация является доказательной основой взаимного признания результатов испытаний и всей инфраструктуры оценки и подтверждения соответствия продукции и услуг. Это, в свою очередь, налагает жесткие требования по постоянному и обязательному поддержанию согласованности размеров единиц величин, воспроизводимых эталонами разных стран. Для обеспечения этих требований национальные эталоны подлежат с международными и (или) межгосударственными эталонами и, если это необходимо, с национальными эталонами других стран.
Сличение эталонов - совокупность операций, устанавливающих соотношение между размерами величины, полученными в результате воспроизведения величины или ее производных эталонами стран участниц сличений. Сличению подвергаются национальные (государственные) эталоны, предназначенные для воспроизведения, хранения и (или) передачи размера физической величины, ее кратных или дольных значений. Решение о необходимости проведения сличения принимает государство владелец эталона с учетом рекомендаций международных и (или) региональных организаций по метрологии. Сличения являются обязательной составной частью работ по исследованию национального эталона и определению размера воспроизводимой им единицы, предпочтительно Международной системы единиц. Сличению, как правило, подлежат эталоны одинакового уровня точности. Сличения эталонов осуществляют посредством транспортируемого эталона сравнения, а в случае его отсутствия выбирается средство сличений по согласию государств-участников сличений. Эталон сравнения (средство сличений) должен удовлетворять требованиям стабильности. Сличения эталонов могут быть круговыми, радиальными или комбинированными. Выбор вида сличения (круговые или радиальные) проводят в зависимости от стабильности эталона сравнения (средства сличений).
В зависимости от количества стран-участниц сличений, сличения подразделяют на двусторонние и многосторонние. Распространенными видами многосторонних сличений являются международные и региональные сличения. Международные сличения эталонов, проводятся под эгидой Консультативных комитетов (КК) Международного комитета по мерам и весам (МКМВ) и региональных метрологических организаций. Они являются юридической основой признания эквивалентности сличаемых эталонов и, соответственно, правильности измерений и сертификационных испытаний в странах участницах сличений.
Под эквивалентностью эталонов понимают равенство эталонов для практических целей по их значению или значимости. Одно из ряда сличений, выбранное Консультативным комитетом для проверки основных методов в данной области называют ключевым. Различают два основных типа ключевых сличений. В первый тип входят сличения эталонов, у которых предполагается, длительная стабильность (типичными для них являются эталоны на основе квантовых эффектов). Во вторую категорию входят сличения тех эталонов, для которых нельзя предположить долгосрочную стабильность. Методики проведения сличений и, в некоторых случаях, оценки результатов, в двух этих случаях могут отличаться. Сличения эталонов на основе квантовых эффектов и других стабильных эталонов обычно проводятся в двустороннем порядке и на постоянной основе. Национальные эталоны сличаются с одним конкретным эталоном как это удобно участвующей лаборатории. Типичными для этих сличений являются сличения частот, воспроизводимых квантовыми оптическими генераторами (лазерами), сличения эталонов электрического напряжения постоянного тока, выполненных с использованием эффекта Джозефсона и эталонов электрического сопротивления на основе квантового эффекта Холла, проводимые МБМВ (Международное бюро мер и весов).
Типичными сличениями других стабильных эталонов, но с гораздо большими неопределенностями, можно считать проводимые МБМВ сличения эталонов единиц в области дозиметрии ионизирующих излучений. Методики, используемые в МБМВ для проведения сличений этого типа, описаны в документе «Методики, используемые в ключевых сличениях МБМВ». Другие сличения, в которых не предполагается, что эталоны имеют длительную стабильность и которые составляют большинство ключевых сличении, проводятся по четкому временному графику. Это позволяет всем участвующим лабораториям, проводить свои измерения за установленный период времени. Эти сличения требуют, чтобы транспортируемые эталоны имели хорошую долгосрочную стабильность и стабильность во время транспортировки. Результаты ключевых сличений позволяют судить об эквивалентности эталонов. Эквивалентность эталонов не подразумевает их идентичность. Степень эквивалентности двух национальных эталонов - это степень, с которой два национальных эталона метрологических институтов совпадают друг с другом по значению единицы, воспроизводимой эталоном. Она выражается как разница их соответствующих значений от опорного значения ключевого сличения и имеет соответствующую неопределенность. Для каждого ключевого сличения назначается ведущая лаборатория (национальный метрологический институт - хранитель эталонов), которая берет на себя основную ответственность за проведение сличения. При составлении списка участников и графика сличения КК следит за тем, чтобы число участников от каждой из основных региональных метрологических организаций было достаточным для обеспечения достоверной связи между соответствующими региональными сличениями и сличением, проводимым консультативным комитетом. Результаты ключевых сличений, проводимых консультативными комитетами, МБМВ и региональными метрологическими организациями, оцененные в установленном порядке и утвержденные консультативными комитетами являются основанием для взаимного признания национальных эталонов.
В октябре 1999 г. в Париже под эгидой Международного комитета мер и весов (МКМВ) и МБМВ руководители национальных метрологических институтов - хранителей эталонов (ИМИ) 38-ми государств - членов Метрической конвенции подписали Соглашение о взаимном признании национальных эталонов, сертификатов калибровки и измерений, выдаваемых ИМИ (Институт международных исследований). К концу 2005 года к Соглашению присоединились еще 25 НМИ (Национальный метрологический институт) из разных стран. Основными целями соглашения являются:
1. установление степени эквивалентности национальных эталонов, т. е. степени, с которой эти эталоны согласуются с опорными значениями, определяемыми в ходе ключевых сличений, и, следовательно, согласуются друг с другом;
2. взаимное признание сертификатов калибровки и измерений, выдаваемых НМИ;
3. обеспечение правительств и других административных органов надежной технической базой для более широких договоренностей, касающихся международной торговли, научно-технического сотрудничества и разработки нормативной документации.
Для обеспечения объективной основы взаимного признания результатов метрологической деятельности, проводимой в отдельных странах, Соглашение требует выполнения следующих условий:
1. наличие результатов ряда ключевых сличений, проводимых по четко установленным методикам, которые ведут к количественному выражению степени эквивалентности национальных эталонов;
2. функционирования соответствующей системы обеспечения качества в каждом ИМИ, гарантирующей стабильность деятельности ИМИ;
3. успешного участия каждого ИМИ в дополнительных сличениях, проводимых с целью удовлетворения специфических потребностей, не охватываемых ключевыми сличениями, включая сличения для поддержки доверия к сертификатам калибровки.
Координацию сотрудничества Соглашение возлагает на МБМВ. Ответственность за ключевые и дополнительные сличения ложиться на консультативные комитеты МКМВ, региональные метрологические организации (РМО) и МБМВ. Анализ и публикацию данных по калибровочным и измерительным возможностям которые декларируются НМИ, осуществляет Объединенный комитет РМО и МБМВ. Вся информация, относящаяся к выполнению Соглашения, содержится в приложениях, хранящихся на Web-сайте МБМВ - www.bipm.org (там же опубликован текст Соглашения на французском и английском языках). Периодичность сличения эталонов устанавливается в зависимости от стабильности значений величин, воспроизводимых эталонами, точности эталонов, принципами воспроизведения единиц, заложенными в эталоны, и ряда других технических и экономических факторов. Например, эталоны единиц массы и длины сличают раз в 15 - 25 лет, эталоны ряда электрических и световых единиц - раз в 3-5 лет.
Международный прототип единицы массы используют, со строгим соблюдением специфицированных на международном уровне правил, для передачи размера воспроизводимой им единицы вторичному эталону-копии один раз в 25 лет. Не смотря на исключительно высокую точность современных эталонов времени и частоты (относительная погрешность воспроизведения единицы порядка 10-13) международные сличения таких эталонов проводят постоянно с использованием специальных каналов спутниковой связи. Это необходимо для поддержания на высоком уровне точности всемирной шкалы времени.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В связи с непрерывным развитием техники и технологий, фундаментальной науки, происходит постоянное совершенствование методов и средств измерений, поэтому проблема определения и выделения эталонов мер и масс, с максимально достижимой точностью, будет ещё долго актуальной.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дымов Ю.В. Метрология, стандартизации сертификации: Учебник для вузов.-2-е изд. – М.: Издательская корпорация «Питер».
2. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии: Учебник для вузов. – М.: Аудит, ЮНИТИ, 1998.
3. Лифиц И.М. «Основы Стандартизации Метрологии и сертификации», М., “Юрайт”, 2000.
4. Интернет ресурсы.